晋蒙黄河特大桥工程施工安全风险评估报告书 联系客服

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晋蒙黄河特大桥工程施工安全风险评估报告

(2)晋蒙黄河特大桥主桥施工方案

一、工程概况

晋蒙黄河特大桥全长2.134km,桥面净宽2×14.75m,设计汽车荷载:公路-Ⅰ级。上部构造主桥采用(83+4×152+83)PC连续刚构组合梁+(83+3×152+83)PC连续刚构桥,小桩号方向采用8×50mPC装配式先简支后连续T梁,大桩号方向采用11×30mPC装配式先简支后连续T梁,下部构造主墩采用薄壁空心墩,引桥桥墩采用柱式墩、矩形墩、矩形空心墩,桥台采用柱式台、肋板台,桩基础采用钻孔灌注桩基础。

二、水中基础施工

晋蒙黄河特大桥连续刚构主墩施工为控制性工程, 群桩基础、水中承台、空心薄壁墩、连续刚构等各种施工工序较多,为了加快施工进度,必须保障9排主墩同时进行施工。本桥的9号~13号主墩、15号~18号主墩桩基设计为Φ2.0m钻孔灌注桩,8号、14号、19号交界墩桩基为Φ2.0m钻孔灌注桩,引桥桩基为Φ2.0m、Φ1.8m、Φ1.5m钻孔灌注桩。

通过现场实地测量,晋蒙黄河特大桥9~12号墩位于黄河主河道中,最大水深约3.5m,施工难度较大,为了满足9~12号墩桩基施工以及黄河两岸材料运输需要,拟在8~13号墩之间K102+565~K103+201.8右侧搭设636.8m纵向施工钢栈桥,主线栈桥桥面宽度8m,并在江中每排墩位搭设支线钢栈桥及水上钻孔作业平台,钢栈桥两端砂砾石填筑便道顺接原路,其中山西岸与S240省道连接、内蒙岸与纳榆线道路连接。钢栈桥及水上钻孔平台搭设完毕后进行水中桩基钻孔施工,13号~18号主墩位于内蒙岸河滩,可先期进行该段落桩基施工。为了加快墩桩基的施工进度,采用旋挖钻进行主墩桩基钻孔施工。

1、钢栈桥施工

1.1 栈桥工程设计

通过实地调查了解,桥区水位变化主要受黄河汛期、上游电站泄水流量及冬季冰凌融化影响,桥位区地域开阔、平坦,由河床、河漫滩和一级阶地组成。河床区岩层主要为河漫滩相冲积层,地面以下约0~8m为卵石土堆积层,8~11m为强风化层,11m以下为中风化层。桥位处枯水期,河流流速为1.0m/s左右,洪水期流速为2~3m/s,最高洪水期最大可达3~4m/s。

桥梁设计水位856.53m,2015年1月20日实测水位853.00m,河床平均高程849.50m,实测水深约3.5m,纵向主线栈桥设计桥面标高为858.50m,纵向栈桥长度636.8m,纵向栈桥桥面宽度8m,在8~13号墩右侧纵桥向布置。纵向栈桥每跨长度12m,桥跨共布置9联,分别为12m×6跨×8+12m×5跨×1,每联间设置一道宽为10cm的伸缩缝。8号交界墩位

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于山西岸河滩,9~12号位于黄河河道中,拟在9~12号墩横向搭设4组支线栈桥,满足每排河中墩水平钻孔平台施工需要,并对纵向搭设的栈桥进行加强。横向支线栈桥桥面净宽8m,每跨长度为12m,每条支线栈桥长36m,共搭设,36×2×4=288m。

钢栈桥设计荷载按照公路2级、QC-20、LD-100要求,上部结构标准宽度按8片贝雷梁布置。每2片一组,其上纵向按1.5m间距铺设I25横梁,再按30cm间距铺设[10纵向分配梁,桥面层铺设δ10花纹钢板,主纵梁选用12m跨的普通型321贝雷架拼装。为了加快钢栈桥施工进度,[10纵向分配梁与δ10桥面板加工为2×6m的装配式桥面板,板与板之间采用螺栓联接,板与I25横梁之间采用U型卡联接。下部结构为钢管桩桩基墩柱,每排墩按4m横距布置3根φ630×10mm钢管桩。钢管间设2[20型钢横联,并设置[20交叉斜撑。桩顶横梁为2I36b的工字钢。根据桩位地质资料,钢管桩均考虑穿过覆盖层,初步确实插打钢管桩入土深度为7m。

1.2 钢栈桥施工 1.2.1栈桥搭设工艺流程

施工准备钢管桩插打施工焊接连接系槽钢安装横梁吊装纵梁铺设横向分配梁栈桥桥面系施工 图4 栈桥搭设工艺流程图

1.2.2履带吊配合振动锤插打钢管桩

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图5 栈桥施工流程示意图

钢管桩的插打从黄河两岸分别向河心方向顺序进行,根据栈桥的设计荷载和工程施工的需要,采用800KN履带吊配合120型振动锤进行钓鱼法施工。施工机具进场后,应进行调试,确保设备完好,施工过程中注意检查、保养,保持机况良好。

先于河滩上拼装完成800KN履带吊,将φ630×10钢管运输至栈桥墩位插打位置备用。根据测量指令,用履带吊起吊钢管桩,调整履带吊吊点位置满足相应精度要求后,缓慢下放,并在自重作用下下沉。检测钢管桩垂直度,满足要求后开始低档振动下沉,待钢管桩入土2~3m后即可高档振动下沉,直至第一节钢管桩露出水面的长度为2.0m左右时,停止振动,拆除振动锤,再用履带吊起吊第二节钢管桩,与第一节钢管对接,采用环焊缝接长钢管桩。焊接完成后,安装振动锤,继续振动下沉至设计标高。在振动过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度,发现偏差要及时纠正。

2、水上钻孔平台施工

2.1水上钻孔平台设计

晋蒙黄河特大桥河中9~12主墩位于黄河河道内,需搭设4个水上钻孔平台,满足水上钻孔施工需要。水上钻孔平台下部结构为钢管桩桩基墩柱,采用在每排墩的两条支线栈桥之间搭设3排Φ630×10mm钢管桩,每根钢管桩长度为13m,钢管桩之间横向间距为4.5m与5m,纵向跨径为9m,钢管间设[20型钢斜联,桩顶横梁为2I50b的工字钢;上部结构按3片18m贝雷梁为一组进行拼装,每片贝雷梁间采用900型支撑架连接,搭设于钢管桩桩

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顶2I50b工字钢横梁上面作为承重结构,贝雷梁上弦纵向按1.5m间距铺设I25横向分配梁,再按30cm间距铺设[10纵向分配梁,桥面层铺设δ10花纹钢板,[10纵向分配梁与δ10桥面板加工为2×6m的装配式桥面板,板与板之间采用螺栓联接,板与I25横梁之间采用U型卡联接。水上钻孔平台顶面高程为858.5m,平台搭设高度与栈桥高度相同,设计要求桩顶以下15m范围内设置永久性钢护筒,每根钢护筒长度为12+15=27m。在水上钻孔平台搭设完毕后,进行桩基钢护筒的插打及桩基钻孔施工。

2.2水上钻孔平台施工

水上钻孔平台施工与钢栈桥施工工艺相同,在钢管桩测量定位完成后,以每排墩的2条横向支线钢栈桥作为起始平台,采用800KN履带吊配合120型振动锤钓鱼法进行钢管桩下沉插打施工。

先将φ630×10钢管运输至每排墩支线栈桥插打位置备用,用履带吊起吊钢管桩,满足要求后开始低档振动下沉,待钢管桩入土2~3m后即可高档振动下沉,直至第一节钢管桩露出水面的长度为2.0m左右时,停止振动,拆除振动锤,再用履带吊起吊第二节钢管桩,与第一节钢管对接,采用环焊缝接长钢管桩。焊接完成后,安装振动锤,继续振动下沉至设计标高。

钢管桩的停锤标准采用最终贯入度控制,并保证钢管桩埋置深度不小于6m。在钢管桩最终贯入度小于每十分钟1~3cm时,可停止振桩。沉桩停锤控制标准以标高控制为主,贯入度校核。

待水上钻孔平台每完成一排钢管桩插打施工后,即可进行钢管桩间斜联、桩顶横梁施工。钢管间设[20型钢斜联,桩顶为2I50b的工字钢横梁。钢管桩与桩顶横梁连接与钢栈桥施工相同,采用桩顶封头盖板连接,封头盖板由Φ610×10mm钢管与100×100cm钢板预先在加工场制作完成,封头盖板安装于钢管桩顶面后焊接限位板进行固定。

上部结构每片组拼贝雷梁长度为18m,3片组拼为1组,每片贝雷梁间按3m间距采用900型支撑架连接。待每个水上钻孔平台的3 排墩下部构造施工完毕后,采用履带吊吊起组拼好的每组贝雷梁,逐一进行安装就位。主纵梁贝雷梁架设完成后,立即安装贝雷梁之间的I25b横向分配梁及桥面板,桥面板加工为2×6m的装配式桥面板。贝雷梁上弦与I25b横向分配梁之间采用U型骑马螺栓连接,贝雷梁下弦与桩顶2I50b桩顶横梁之间采用[10型钢限位。

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